PLC SiO2 MZI热光开关和衰减器.ppt

《PLC SiO2 MZI热光开关和衰减器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、SiO2平面光波导（PLC）技术及基于SiO2PLC的光开关和光衰减器SiO2平面光波导（PLC）技术PLC技术PLCPlanarLightCircuit，（制作在一个平面衬底上的光波导器件）PLC就是利用与传统半导体兼容的制程技术，将光学模块整合在晶圆（wafer）上，有助于光通讯组件积体化、缩小体积，并可以减少封装次数、提高稳定度与可靠度，降低成本。国外许多知名研发机构，如美国的AT＆TBellLabs，日本的NTT，法国的LETI及英国的BNREurope等，在PLC集成器件的研发上都投入了大量的精力。SiO2PLC技术的主要特点具有非常好的物理和化学稳定性（SiO2

2、是正四面体的空间网状结构，类似于金刚石）与光纤之间具有很好的兼容性（光纤纤芯就是SiO2与光纤耦合效率可以<0.1dB/point）条形单模波导具有极小的损耗（n=0.3%时，波导损耗小于0.01dB/cm）器件集成度高，成本低（已商业化的阵列波导光栅(AWG)，可调光衰减器，热光开关等）SiO2PLC工艺程序基于AWG的8通道CWDM模块基于MZI的4通道CWDMVOAARRAY16x16光开关混合集成多波长光源基于SiO2PLC的MZI热光开关和可调光衰减器光开关的用途光纤测试中的光源控制：主要用于控制光源的接通和切断。光网络的自动保护倒换：在光纤断裂或传输发生故障时，可

3、通过光开关改变业务的传输路径，实现对业务的保护。1x2光开关的典型应用是光环路中的主备倒换。光网络监控：使用1xN光开关可实现对光网络监控。在远端光纤测试点通过1xN光开关把多根光纤接到一个时域反射仪（OTDR），通过光开关倒换，实现对所有光纤监测。光纤通信器件测试：使用1xN光开关可同时对多个光器件（如光源，探测器，光纤光缆）进行测试，简化测试，提高效率。光交叉连接（OXC）：利用2x2开关单元可以组成诸如8x8，16x16，32x32等NXN光开关矩阵。这些矩阵是OXC的核心部件。OXC主要实现动态的光路径管理、光网络的故障保护并可灵活增加新业务。光插/分复用（OADM）：

4、OADM主要应用于环型的域域网中，实现单个波长和多个波长从光路自由上/上话路。光开关矩阵是OADM的关键部分，用光开关的OADM可以通过软件控制动态上/下任意波长，这样将增加网络配置的灵活性。光传感系统：1xN光开关还可以应用于点传感系统，实现空分复用和时分复用。光学测试：1xN和Nx1光开关可组成光学扫描镜阵列。光开关的分类光波导光开关光开关自由空间光开关(微机械光开关)移动光纤的光开关移动微镜（微透镜，微反射镜）的光开关电光效应光开关定向耦合器型光开关MZI型光开关Y分支型光开关偏振旋转型光开关SOA光门型光开关可调谐光开关全反射型光开关热光效应光开关MZI型光开关3dB定

5、向耦合器型光开关热光数字Y分支型光开关声光效应光开关声光开关声光可调谐开关其它光开关液晶光开关气泡光开关全息光开关非线性光学环路光开关光开关主要技术指标快的开关速度（开关时间）可大规模集成（对开关矩阵）高可靠性高隔离度小尺寸大消光比低成本为什么选用波导热光开关结构性能机械式光开关优点：插损低（一般<2dB）,隔离度高（一般>45dB),不受偏振和波长的影响。缺点：开关时间较长（一般为ms级），有时还存在回跳抖动和重复性较差的问题，体积大，不易于制作大型的光开关阵列。现代高速网络要求的光开关时间短，规模大，所以，目前人们把注意力集中到非机械式光开关。非机械式光开关主要是偏振旋转器

6、型和波导型光开关。波导型光开关是利用一些材料如硅、二氧化硅或聚合物在电光、声光、热光、磁光效应的作用下，材料的折射率发生了改变，从而实现光的开关、调制或转换功能。其中，热光开关是目前研究最多，也是最有价值的一种光开关。波导热光开关优点：低损耗，低功耗，稳定性好，尺寸小，开关速度高（一般<2ms），易于集成。缺点：隔离度不高，串扰大。为什么选用MZI结构MZI：Mach-ZenderInterferometer，马赫-曾德尔干涉仪，由两个3dB耦合器和两个波导臂构成。热光开关的优点中，需要特别强调的一点是易于集成，亦即易于制作光开关矩阵。而基于MZI的热光开关是制作光开关矩阵的首

7、选结构。MZI示意图3dB耦合器3dB耦合器波导臂MZI热光开关工作原理性能优化降低功耗提高隔离度，减小串扰易于集成--开关矩阵1xNOSW-TreearrangementLogicalconfigurationofa1x128SW(Treestructure)Photographofa1x128PLC-SWmodule1xNOSW-TaparrangementSiO2PLC热光开关、光衰减器的运用亮点组合成光开关阵列和VOA阵列使用与AWG集成构成光插/分复用(OADM)和光交叉互连（OX